在《中国制造2025》中,“绿色”作为一个关键词出现了46次。以高效、清洁、低碳、循环的绿色制造体系成为当代工业发展主旋律。
然而,在工业制造领域,零部件服役环境恶劣。其中,有80%以上是因表面局部磨损、腐蚀等失效引起的,大量零件报废堆积如山,每年损失超过万亿元;而传统表面改性及修复工艺如电镀和喷涂等存在修复效果不理想、容易脱落、表面比较粗糙、环境污染大等问题,无法完全满足修复后重新使用的性能要求,同时与当下“绿色发展”大环境中降低能耗、物耗的基本要求大相径庭。
如何使得这些资源延长使用期限和再利用,实现循环经济、节能减排?显然,发展契合国家构建循环经济的战略需求的绿色再制造技术,迫在眉睫。
激光熔覆为新件改性旧件修复开辟新路径
激光熔覆作为绿色再制造技术的重要支撑,是当代工业转型升级,推动我国工业由低端向中高端发展的配套技术之一,可对零部件进行强化改造与修复,再制造后的零部件性能不亚于新品的标准。
-新零件改性
激光熔覆采用高能量激光作为热源,通过激光与合金粉末同步作用于金属表面快速熔化,形成致密涂层,可显著改善零部件表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能,熔覆新件可获得相比原新件更高的使用性能和更长的使用寿命,降低设备运行成本,延长装置大修周期。
-旧零件修复
激光熔覆技术能使因长期处于恶劣环境,产生严重腐蚀、磨损等现象而导致出问题或失效的零部件如阀门、泵、叶轮、大型转子的轴颈、轮盘、轴套、轴瓦等“起死回生”,修复其原有外观尺寸,部件强度将显著高于原部件,为企业节省大量新购零部件费用。
高效熔覆宝宇激光再造新动能
尽管激光熔覆技术在新件改性和旧件修复上有着诸多的优势性能,但是激光熔覆的实际效果根据其所采用的熔覆工艺、熔覆设备、合金粉末,还是存在相当大的差异。
目前市面上,普通激光熔覆的稀释率常在10%以上,熔覆层需要达到一定厚度才可以实现有效防护,但熔覆层粗糙度较高,需要大量车削、磨削加工才能投入使用,不可避免地造成材料浪费;而且熔覆过程中激光能量主要集中在表面熔池,热影响区域大,产生较大的应力导致表面涂层产生裂纹;此外,传统激光熔覆在进行大面积熔覆时,生产效率较低,无法满足大批量加工要求。
▲常规熔覆涂层表面厚重
宝宇激光专注于高速激光熔覆的深度研究,通过使用自研的熔覆设备,测试不同粉末在不同工艺下的熔覆性能,不断优化激光熔覆工艺,现已成功建立了丰富的合金粉末库并集成了与之匹配的大量激光熔覆工艺,熔覆质量高、交付速度快。
迄今为止,宝宇激光熔覆技术与配套设备和产品已成功通过郑煤机、陕煤机及同煤机企业的进场试验标准。经过市场的有效验证,熔覆效率为常规熔覆企业的3~4倍,解决了煤矿综采中截齿、液压杆的大量使用需求。且宝宇激光熔覆的样件通过了第三方检测机构的《铜加速盐雾试验CASS》的检测,经过200小时铜加速盐雾试验,保护评级(Rp):10级。
▲熔覆后即将交付的煤机截齿和液压活塞杆
▲200h铜加速盐雾试验CASS检测报告
▲宝宇BYL-HF-001型高速激光熔覆设备
(搭载数控机床)
▲宝宇BYL-HF-002高速激光熔覆设备
(搭载智能机器人)(郑煤机驻场)
宝宇高速激光熔覆设备关键指标
★自研自产,100%国产化
★线速度可达30-100m/min,熔覆效率0.8-1.5m²/hr,是常规熔覆的3~4倍
★自有合金粉末库,适应不同工况需求
★粉末利用率95%以上
★熔覆层厚度0.05-2mm
★平整度高,熔覆层表面粗糙度Ra=25μm
★后期机械加工成本小
★基于模块化设计的开放式数控系统